液压阀-----安徽科技学院内部资料

1、第四章 液压控制元件介绍阀类元件的作用是调节控制液压系统阀类元件的作用是调节控制液压系统油液的压力、油流的方向和流量，使油液的压力、油流的方向和流量，使系统在安全的条件下按规定的要求平系统在安全的条件下按规定的要求平稳而协调地工作。分为：压力控制阀、稳而协调地工作。分为：压力控制阀、方向控制阀、流量控制阀方向控制阀、流量控制阀 要求掌握：各种阀的结构、工作原要求掌握：各种阀的结构、工作原理、特性及应用理、特性及应用 1、控制阀的特点（共性）、控制阀的特点（共性）阀的结构：均由阀体、阀芯和控制动力三大阀的结构：均由阀体、阀芯和控制动力三大部分组成；部分组成；工作原理：利用阀芯与阀体的相对移动，改

2、工作原理：利用阀芯与阀体的相对移动，改变通流面积（面），从而控制液体的压力、变通流面积（面），从而控制液体的压力、流向和流量；流向和流量；液体流过各种阀均会产生压力损失和温升现液体流过各种阀均会产生压力损失和温升现象；象；从功能上来说，阀不能对外做功，只能用以从功能上来说，阀不能对外做功，只能用以满足执行元件的压力、速度和换向等要求。满足执行元件的压力、速度和换向等要求。2、对控制阀的要求：、对控制阀的要求：动作灵敏、准确，可靠平稳，冲击振动动作灵敏、准确，可靠平稳，冲击振动小；小；密封性能要好，油液流过时漏损少，压密封性能要好，油液流过时漏损少，压力损失小；力损失小；结构紧凑，工艺性好，使用

3、维护方便，结构紧凑，工艺性好，使用维护方便，通用性好。通用性好。第一节阀的作用和分类第二节方向控制阀第三节压力控制阀第四节流量控制阀4-1 阀的作用和分类一、作用 控制液流的方向、压力和流量。二、分类 按用途： 方向阀 压力阀 流量阀按连接方式：管式 板式 插装式按操纵方式：手动、机动、电动、液动和电液动 4-2 方向控制阀4-2 方向控制阀一、作用 用来通断油路或改变有液流动的方向，从而控制液压执行元件的起动或停止改变其运动方向。二、分类单向阀换向阀方向控 制阀普通单向阀液控单向阀按通路分类-二通,三通,四通,五通按工作位置分类-二位,三位,四位按控制方式分类电磁换向阀液控换向阀按操作方式分

4、类手动换向机动换向气动换向4-2.1 单向阀一、普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等普通单向阀结构普通单向阀结构 锥形锥形 阀体、阀芯阀体、阀芯 、弹簧等、弹簧等 钢球式钢球式 分分直通式直通式和和直角式直角式作用：只许油液单向流动，反向不通。要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 开启压力：0.030.05 MPa背压阀：(单向阀的变形) 弹簧较硬 开启压力：0.20.6 MPa背压：执行元件回油腔的压力。 职能符号：应用： 1)锁紧油缸，避免向油泵倒灌。 2)平衡重物二、液控单向阀组成：普通单向阀+小活塞缸特点：a. 无控制油时，与普通单向阀一样， b. 通控制油时，正反向都可以流动。1P

5、K2P 职能符号：按泄油方式 内泄式和外泄式应用： 锁紧油缸，避免倒灌。 控制重物下放速度。 液压锁4-2.2 换向阀 作用：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通，关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。来通断油路或改变有液流动的方向，从而控制液压执行元件的起动或停止改变其运动方向。组成主体(阀体、阀芯）操纵定位装置分类滑阀转阀一、主体部分1. 两位两通P PA A职能符号：作用：控制油路的通与断2. 两位三通职能符号：作用：控制液流方向P PA AB B3. 两位四通职能符号：作用：控制执行元件换向P 压力油口O 回油口A、B 分别接执行元件的两腔4

6、. 三位四通职能符号：作用：换向、停止。P PA AB BO O5. 两位五通职能符号：作用：换向、两种回油方式。P PA AB BO O1 1O O2 26. 三位五通职能符号：作用：换向、停止、回油不同。PABO1O2两种回油方式工进：有背压运动平稳退回：快速畅通二、操纵定位装置作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，弹簧复位。1.1.手动手动b.手柄控制，钢球定位。应用：小流量，需徒手操作的场合。三位四通手动换向阀手动换向阀 结构图2. 机动 两位两通机动换向阀挡块操纵，弹簧复位。应用：行程控制的场合。（又叫行程阀）两位两通常开常闭靠弹簧的方格表示常态用行程阀速度换接3. 电

7、磁两位三通电磁换向阀电磁铁操纵，弹簧复位。优点：易于实现自动化。应用：小流量的场合。（q63 L/min ) 实物4. 液动液体操纵，弹簧复位。三位四通液动换向阀应用：高压，大流量的场合。（q160 L/min ) 5. 电液动电液动电液联合控制，弹簧复位。电磁控制先导阀动作，液体控制主阀芯动作，节流阀控制阀芯移动速度。简化符号：应用：高压、大流量的场合。 （q1200 L/min) 三位四通电液换向阀实物 三、中位机能O O型型三位滑阀在中间位置工作时，油路的连通方式。双向锁紧，系统保压。M型双向锁紧，油泵卸荷。H型油缸浮动，泵卸荷。P型差动连接。Y型油缸浮动，系统保压。K型单向锁紧，油泵卸

8、荷。三位换向阀的中位机能三位换向阀的中位机能 中位机能：中位机能： 三位阀常态位三位阀常态位(即中位即中位)各油口的连通各油口的连通方式。方式。 不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸得到的。在分析和选择得到的。在分析和选择三位换向阀的中位机能三位换向阀的中位机能时，通常考虑以下几点：时，通常考虑以下几点： 系统保压系统保压 系统卸荷系统卸荷 换向平稳性与精度换向平稳性与精度 启动平稳性启动平稳性 液压缸液压缸“浮动浮动”和在任意位置上的停止和在任意位置上的停止 滑阀的液压卡紧现象。一般滑阀的阀孔和阀芯之间有很小的间隙，当缝隙均匀且缝隙中有油液时，移动

9、阀芯所需的力只需克服粘性摩擦力，数值是相当小的。但在实际使用中，特别是在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后(一般约5min以后)，这个阻力可以大到几百牛顿，使阀芯很难重新移动。这就是所谓的液压卡紧现象。引起液压卡紧的原因，有的是由于脏物进入缝隙而使阀芯移动困难，有的是由于缝隙过小在油温升高时阀芯膨胀而卡死，但是主要原因是来自滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力。如图5-13(a)所示，当阀芯和阀体孔之间无几何形状误差，且轴心线平行但不重合时，阀芯周围间隙内的压力分布是线性的(图中A1和A2线所示)，且各向相等，阀芯上不会出现不平衡的径向力；当阀芯因加工误差而带有倒锥(锥

10、部大端朝向高压腔)且轴心线平行而不重合时，阀芯周围间隙内的压力分布。如图5-13(b)中曲线A1和A2所示，这时阀芯将受到径向不平衡力(图中阴影部分)的作用而使偏心距越来越大，直到两者表面接触为止，这时径向不平衡力达到最大值；但是，如阀芯带有顺锥(锥部大端朝向低压腔)时，产生的径向不平衡力将使阀芯和阀孔间的偏心距减小；图5-13(c)所示为阀芯表面有局部凸起(相当于阀芯碰伤、残留毛刺或缝隙中楔入脏物时，阀芯受到的径向不平衡力将使阀芯的凸起部分推向孔壁图4-14滑阀上的径向力当阀芯受到径向不平衡力作用而和阀孔相接触后，缝隙中存留液体被挤出，阀芯和阀孔间的摩擦变成半干摩擦乃至干摩擦，因而使阀芯重新

11、移动时所需的力增大了许多。滑阀的液压卡紧现象不仅在换向阀中有，其他的液压阀也普遍存在，在高压系统中更为突出，特别是滑阀的停留时间越长，液压卡紧力越大，以致造成移动滑阀的推力(如电磁铁推力)不能克服卡紧阻力，使滑阀不能复位。为了减小径向不平衡力，应严格控制阀芯和阀孔的制造精度，在装配时，尽可能使其成为顺锥形式，另一方面在阀芯上开环形均压槽，也可以大大减小径向不平衡力。 换向阀小结职能符号:位:阀芯的工作位置;通:阀体上油路的通道数;机能:中位时油路的连通方式。ABP O控制方式:O型H型P型Y型K型手动机动电磁液动电液4-3 压力控制阀4-3 压力控制阀分类 按用途： 溢流阀 减压阀 顺序阀 平

12、衡阀 卸荷阀 按阀芯结构：滑阀 球阀 锥阀 按工作原理：直动式 先导式 4-3.1 溢流阀一、工作原理1.作用：保持系统压力恒定，进行安全保护 。职能符号：(2)液压系统对溢流阀的性能要求。定压精度高。当流过溢流阀的流量发生变化时，系统中的压力变化要小，即静态压力超调要小。灵敏度要高。如图5-14(a)所示，当液压缸4突然停止运动时，溢流阀2要迅速开大。否则，定量泵1输出的油液将因不能及时排出而使系统压力突然升高，并超过溢流阀的调定压力，称动态压力超调，使系统中各元件及辅助受力增加，影响其寿命。溢流阀的灵敏度越高，则动态压力超调越小。工作要平稳，且无振动和噪声。当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。

13、对于经常开启的溢流阀，主要要求前三项性能；而对于安全阀，则主要要求第二和第四两项性能。其实，溢流阀和安全阀都是同一结构的阀，只不过是在不同要求时有不同的作用而已。 直动式溢流阀 结构： 工作原理：p ps ,溢流。 ps 弹簧力职能符号：DBD型直动式溢流阀实物2. 先导式溢流阀结构：先导阀 主阀 阻尼孔、压差p远程控制口K : 实现远程调压。K口打开，p 由控制油压决定；K口堵上，p 由先导阀ps 决定。职能符号新符号旧符号实物二、静态特性1. 1.直动式直动式CxRx溢流时阀芯受力方程：cos2cos222pxWCpxCWCCFRdRrvdbsk 弹簧刚度 弹簧的预压缩量 阀口开度（阀芯位

14、移，即增加的压缩量）式中：fbsgsFFFFpAcos2pxWCFpARdspppCCvr0,1,0cos2)(cos2pxWCAxxkpxWCAFpRdRcRds开启压力：0Rxcos2)(maxmaxRdRCTxWCAxxkpcTppp调定压力(全流压力):通过额定流量时阀芯的位移AxkpCcmaxRRxx 调压偏差:cos2)(pxWCAxxkpRdRc（阀口将开未开）pACqd20ppppWCkAWCqcdd2)(cos2RxWA 0pWxCqRd2bssFFpAcos2cos2cos2)(pxWCkxAppxWCkxkxpxWCxxkpARdRcRdRcRdRccddcRpppWCk

15、ApWCkAppAxcos2cos2流量-压力特性方程：特性曲线特点：反应快，波动大（0.2-0.4 MPa).2. 先导式对于高压大流量的溢流阀，为了减小波动，采用了先导阀。特点：反应慢，稳定性好，波动小。cos2pxWCAApFpRdsp 主阀芯上端的压力三、应用1.作安全阀（常闭） 作用：防止系统过载。2. 作溢流阀（常开）作用：保持系统压力恒定3.卸荷或远程调压 卸荷n远程调压4.作背压阀放在系统回油路上6-3-2 减压阀特点：出口压力控制阀芯动作， 有单独泄油口工作原理：节流口产生压降p p2 = p1-p ， p1一定，p ，p2。 p2 ps ,减压、稳压。作用：减低系统压力，并

16、有稳压作用。 稳压原理 p2 阀芯上移阀口减小 p ， 。职能符号：减压阀工作缸夹紧缸应用：使夹紧缸获得稳定的低压。工作缸夹紧缸三、顺序阀作用：控制多个执行元件动作顺序。1.内控顺序阀职能符号：结构：出油口接二次油路，有单独泄油口。工作原理：p ps ,接通。特点：内部控制， 外部泄油。应用：控制液压缸动作顺序应用：平衡重物。2. 外控顺序阀结构：控制油口。工作原理：pK ps ,进出口接通。特点：外部控制， 外部泄油。职能符号：溢流阀、减压阀与顺序阀的比较 阀类项目溢流阀减压阀顺序阀控制的特点通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口

17、压力恒定直控式顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力出油口情况出油口与油箱相连出油口与减压回路相连出油口与工作油路相连泄露形式内泄式外泄式外泄式进出油口状 常态态及压力值 工作状态常闭进出油口相通，进油口压力为调整压力常开出口的压力低于进口的压力，出口的压力稳定在调定值上常开进出油口相通，进油口的压力允许继续升高在系统中的联结方式并联串联实现顺序动作时串联，作卸荷用时并联功用限压、保压、稳压减压、稳压不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断工作原理利用控制压力与弹簧力相平衡的原理改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力结构结构大体相同，只是泄油路不同6-3-6 压力继电器作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。微动开关调节螺钉顶杆柱塞压力继电器的结构与工作原理 压力